Moravian instruments
Vyhledávání
Hlavní menu
Hlavní stránka
Kontakt
Distributoři
Produkty
Galerie
Reference
Pozorování
Ceník
Download
Kamery
CMOS & CCD kamery
Software
Software
Obchod
Obchod


Hlavní stránkaProduktyCMOS & CCD kamery

CMOS kamery série C1+
 Kamery C1+ jsou navrženy aby vyplnily mezeru mezi malými a lehkými kamerami řady C1, určenými ke snímání Měsíce a planet a k automatické pointaci, a kamerami řady C2, vybaveným aktivním chlazením senzoru a mechanickou závěrkou a tedy určenými k seriózní astronomické fotografii i výzkumu. Kamery C1+ mohou pracovat jako C1, pouze jsou mírně větší a těžší. Současně ale mohou nahradit modely řady C2, pouze s mírně méně účinným chlazením senzoru a bez mechanické závěrky.

Kamery C1+ mohou pracovat pouze s napájením z USB kabelu. Nicméně, některé funkce jsou k dispozici pouze pokud je připojeno externí napájení 12 V DC. Pokud kamera C1+ pracuje jen s napájením z USB, její funkce odpovídají kamerám C1:

  • Snímání obrazů.

  • Pointace montáže dalekohledu přes 6-pinový „autoguider“ konektor.

Pokud je připojeno 12 V DC napájení, funkce kamer C1+ je rozšířena o:

  • Aktivní a regulované chlazení senzoru Peltiérovými články.

  • Schopnost ovládat filtrové kolo.

Přesto kamery C1+ postrádají některé funkce, které jsou k dispozici u větších a také těžších kamer C2:

  • Kamery C1+ nemají mechanickou závěrku, nezbytnou pro automatické pořizování temných a bias snímků, zejména u vzdálených nebo plně robotických sestav.

  • V kamerách C1+ nemůže být interní filtrové kolo.

  • Účinnost chlazení je u kamer C1+ mírně menší než je tomu u kamer C2, rozdíl absolutních teplot senzoru je ale jen několik stupňů Celsia.

Kamery C1 (vlevo), C1+ (uprostřed) a C2 (vpravo)

Kamery C1 (vlevo), C1+ (uprostřed) a C2 (vpravo)

Série kamer C1 C1+ C2
Průřez čela kamery 57 × 57 mm 78 × 78 mm 114 × 114 mm
Délka kamery (bez adaptéru dalekohledu) 49 mm 80 mm 65 mm
Hmotnost kamery 215 g 675 g 1000 g
Napájení Pouze USB USB a 12 V DC Pouze 12 V DC
Mechanická závěrka Ne Ne Ano
Aktivní chlazení senzoru Ne Ano (12V DC) Ano
Interní filtrové kolo Ne Ne Volitelné
Externí filtrové kolo Ne Volitelné (12V DC) Volitelné
Autoguider port Ano Ano Ne

Rozdíly mezi kamerami C1, C1+ a C2

Mechanický návrh této série kamer ji činí kompatibilní s širokou škálou adaptérů pro dalekohledy a objektivy, externími filtrovými koly, Ethernet adaptéry apod.

Bohatá programová podpora a množství ovladačů dovoluje použití kamer C1+ bez nutnosti investovat do programů 3. stran zejména díky zdarma přiloženém programu pro ovládání kamer a řízení pozorování SIPS. Ovladače ASCOM (pro Windows) a INDI (pro Linux), dodávané s kamerou, umožňují integrovat kameru do řady dalších ovládacích programů.

Kamery C1 jsou navrženy pro spolupráci s řídicím počítačem (PC). Na rozdíl od např. digitálních fotoaparátů, které pracují nezávisle na počítači, vědecké kamery obvykle vyžadují počítač pro řízení práce, stahování, zpracování a ukládání snímků atd. K ovládání kamery je zapotřebí počítač, který:

  1. Je kompatibilní se standardem PC a provozuje moderní 32 nebo 64 bitový operační systém Windows.

  2. Je kompatibilní se standardem PC a provozuje 32 nebo 64 bitový operační systém Linux.

    Poznámka:

    K dispozici jsou ovladače pro 32 bitové i 64 bitové systémy Linux, ale program pro ovládání kamer a zpracování snímků SIPS, dodávaný spolu s kamerami, vyžaduje operační systém Windows.

  3. Podporovány jsou také počítače Apple Macintosh s procesory x64.

    Poznámka:

    Na počítačích Mac jsou v současné době podporovány jen některé aplikace.

Kamery C1 používají ke spojení s řídicím PC rozhraní USB 3.0, pracujícím na rychlosti 5 Gbps. Jsou ale také kompatibilní s rozhraním a kabely USB 2.0.

Alternativně je možné použít rozhraní Moravian Camera Ethernet Adapter. Tento adaptér dokáže připojit až 4 kamery série Cx (s CMOS snímači) nebo Gx (s CCD snímači) a nabízí 1 Gbps a 10/100 Mbps rozhraní Ethernet pro přímé spojení s řídicím počítačem. Protože počítač pak s kamerami komunikuje protokolem TCP/IP, je možné do cesty vložit např. WiFi most nebo jiné síťové zařízení.

Tip:

USB standard nedovoluje použití USB kabelů delších než asi 5 metrů a USB 3.0 kabely jsou ještě kratší, aby bylo možné dosáhnout velmi vysoké přenosové rychlosti. Na druhé straně komunikační protokol TCP/IP, použitý ke spojení s kamerou přes síť Ethernet, je směrovatelný, tedy vzdálenost mezi kamerou a řídicím počítačem může být prakticky neomezená.

Poznamenejme, že kamera musí být připojena k nějakému optickému systému (např. k dalekohledu), aby mohla vracet snímky. Kamera dokáže exponovat dlouhou dobu, nezbytnou k zachycení velmi slabých objektů. Pokud má být kamera používána s dalekohledem, musí být celá sestava dalekohledu a montáže schopná plynule sledovat objekt po obloze během dlouhých expozic.

Systém kamer C1+

Hlava kamery C1+ je navržena aby byla co nejmenší při zachování veškeré funkčnosti, zejména účinného chlazení se senzorem v hermetické komoře.

Kamery C1+ jsou vybaveny seřiditelnými adaptéry dalekohledů a objektivů a také závitovými otvory pro uchycení na stativ nebo ribinu pro upevnění na montáž. Kamery C1+ jsou také kompatibilní s externími filtrovými koly kamer C2 — hlava kamery obsahuje konektor pro jejich ovládání. Pokud je použito externí kolo, mechanismus seřizování optické osy na kameře není použit a k seřizování je použit mechanismus na externím kole. Kamery C1+ tedy mohou používat velké množství adaptérů pro dalekohledy včetně off-axis guider adaptérů apod.

Kamera C1+ s připojeným externím filtrovým kolem

Kamera C1+ s připojeným externím filtrovým kolem

Pro kamery C1+ jsou k dispozici dva typy filtrových kol, každé z nich schopné pojmout několik různých velikostí filtrů:

  • Extra malé „XS“ kolo pro 8 filtrů D31 mm bez objímky nebo v 1,25” závitových objímkách.

  • Extra malé „XS“ kolo pro 7 filtrů D36 mm bez objímky.

  • Malé „S“ kolo pro 12 filtrů D31 mm bez objímky nebo v 1,25” závitových objímkách.

  • Malé „S“ kolo pro 10 filtrů D36 mm bez objímky.

  • Malé „S“ kolo pro 7 filtrů D50 mm nebo 2" bez objímky nebo v 2” závitových objímkách.

Komponenty systému kamer C1+ zahrnují:

  1. Hlava kamery C1+ s adaptérem kompatibilním s C1 se závitem M42 × 0,75, vzdálenost ohniskové roviny (BFD) 18,5 mm

  2. Hlava kamery C1+ s adaptérem kompatibilním s C2 se čtyřmi závitovými otvory M3 vzdálenými 44 mm a závitem M48 × 0,75, BFD 16,5 mm

    Poznámka:

    Tento adaptér bez pružiny a červíků funguje jako základ pro uchycení externích filtrových kol.

  3. Externí filtrové kolo velikosti „XS“ (7 nebo 8 pozic)

  4. Externí filtrové kolo velikosti „S“ (10 nebo 12 pozic)

  5. Pointační kamera C1

    Poznámka:

    Kamery C1 jsou zcela nezávislá zařízení s vlastním USB rozhraním pro připojení k řídicímu PC. Mohou být použity buď s mimoosým pointačním adaptérem C2 OAG nebo na samostatném pointačním dalekohledu.

    Kamery C1 mohou sdílet stejnou jednotku Moravian Camera Ethernet Adapter s až 3 dalšími kamerami série Cx a tak mohou být zpřístupněny přes TPCP/IP síť.

  6. OAG adaptér se závitem M48 × 0.75 nebo M42 × 0,75 (T2)

  7. Adaptér pro objektivy Nikon kompatibilní s C1

  8. Adaptér pro objektivy Canon EOS kompatibilní s C1

  9. Adaptér M42 × 0.75 (T-závit), 55 mm BFD, kompatibilní s C1

  10. Adaptér M48 × 0.75, 55 mm BFD, kompatibilní s C1

  11. Adaptér M42 × 0.75 (T-závit) nebo M48 × 0.75, 55 mm BFD, kompatibilní s C2

  12. Adaptér pro objektivy Canon EOS kompatibilní s C2

  13. Adaptér pro objektivy Nikon kompatibilní s C2

  14. Gx Camera Ethernet Adapter (x86 CPU)

  15. Gx Camera Ethernet Adapter (ARM CPU)

    Poznámka:

    Moravian Camera Ethernet Adapter dovoluje připojení až 4 kamer Cx libovolného typu na jedné straně a 1 Gbps Ethernet rozhraní na druhé straně. Tento adaptér umožňuje připojení kamer Cx směrovatelným protokolem TCP/IP na prakticky neomezenou vzdálenost.

  16. Externí filtrové kolo „XS“ s 8 pozicemi pro 1.25”/D31 mm filtry

  17. Externí filtrové kolo „XS“ se 7 pozicemi pro D36 mm filtry

  18. Externí filtrové kolo „S“ s 12 pozicemi pro 1.25”/D31 mm filtry

  19. Externí filtrové kolo „S“ s 10 pozicemi pro D36 mm filtry

  20. Externí filtrové kolo „S“ se 7 pozicemi pro 2”/D50 mm filtry

Modely kamer C1+

Kamery C1+ jsou vybaveny CMOS snímači Sony IMX s globální závěrkou a čtvercovými pixely velikosti 3.45 × 3.45 μm. Jednotlivé modely se liší pouze rozlišením.

Všechny použité senzory jsou vybaveny tzv. „globální závěrkou“. To znamená, že všechny pixely obrazu jsou exponovány ve stejný čas, na rozdíl od senzorů s tzv. „rolující závěrkou“, které exponují jednotlivé řádky obrazu jeden po druhém. Pro dlouhé expozice statických objektů v tom není rozdíl, ale při snímání pohybujících se objektů krátkými časy způsobují senzory s rolující závěrkou deformace obrazu.

K dispozici jsou dvě řady kamer C1+, lišící se dynamickými rozsahy (bitovou hloubkou digitalizovaných pixelů):

  • Kamery C1+ se senzory Sony IMX podporujícími 8 a 12 bitovou digitalizaci. Protože každý 12 bitový pixel zabere při přenosu do PC dva byte, stažená 12 bitového snímku zabere delší čas než stažení 8 bitového snímku. Maximální FPS je v 8 bitovém módu podstatě vyšší.

  • Kamery C1+ se senzory Sony IMX podporujícími jen 12 bitovou digitalizaci. Pro dlouhé expozice (astronomická fotografie, vědecký výzkum) je vždy používána přesnější 12 bitová digitalizace a nižší doba stažení snímku v 8 bitovém módu tak jako tak není využívána. Jestliže jsou všechny ostatní parametry kamer stejné (rozměry senzoru, rozlišení, velikost pixelu, šum, …), nižší cena těchto kamer tak může být velice atraktivní.

Kamery C1+ s 8 bitovou i 12 bitovou digitalizací:

Model CMOS senzor Rozlišení Velikost pixelu Plocha snímače
C1+3000 IMX252 2064 × 1544 pixelů 3,45 × 3,45 μm 7,12 × 5,33 mm
C1+5000 IMX250 2464 × 2056 pixelů 3,45 × 3,45 μm 8,50 × 7,09 mm
C1+12000 IMX253 4112 × 3008 pixelů 3,45 × 3,45 μm 14,19 × 10,38 mm

Kamery C1+ s pouze 12 bitovou digitalizací:

Model CMOS senzor Rozlišení Velikost pixelu Plocha snímače
C1+3000A IMX265 2064 × 1544 pixelů 3,45 × 3,45 μm 7,12 × 5,33 mm
C1+5000A IMX264 2464 × 2056 pixelů 3,45 × 3,45 μm 8,50 × 7,09 mm
C1+12000A IMX304 4112 × 3008 pixelů 3,45 × 3,45 μm 14,19 × 10,38 mm

Poznámka:

Kamery s pouze 12 bitovým módem jsou označeny písmenem A, následujícím za číslem modelu. Například pokud C1+12000 označuje kameru s 8 i 12 bitovou digitalizací, C1+12000A je označení kamery s pouze 12 bitovou digitalizací. Všechny ostatní parametry jsou stejné.

CMOS senzory a elektronika kamery

Hlavní role elektroniky CMOS kamery, mimo inicializace a ovládání některých pomocných funkcí, je přenos dat z CMOS detektoru do řídicího PC ke zpracování a ukládání. Na rozdíl od kamer s CCD detektory, návrh kamery s CMOS čipy nedokáže ovlivnit řadu důležitých parametrů, jako např. dynamický rozsah (počet bitů na pixel).

Linearita senzoru

Odezva senzoru na světlo je velmi lineární. To znamená, že kamera může být použita také pro nenáročné výzkumné projekty, jako je např. fotometrie jasných proměnných hvězd apod.

Odezva kamery C1+3000 (IMX252) na světlo

Odezva kamery C1+3000 (IMX252) na světlo

Rychlost stahování

Již bylo uvedeno že existují dvě série kamer C1+, lišících se použitými senzory. První série nabízí čtyři čtecí módy:

  • 8 bitový pomalý mód s rychlostí digitalizace ~132 MPx/s

  • 12 bitový pomalý mód s rychlostí digitalizace ~72 MPx/s

  • 8 bitový rychlý mód s rychlostí digitalizace ~263 MPx/s

  • 12 bitový rychlý mód s rychlostí digitalizace ~132 MPx/s

Poznámka:

Pomalé varianty čtecích módů mohou být použity k mírné redukci tepla generovaného senzorem, neboť datové přenosy probíhají na poloviční rychlosti ve srovnání s rychlými módy. Pokud je kamera připojena přes rozhraní USB 2.0, digitalizace vždy probíhá rychleji než je schopno USB 2.0 rozhraní přenést a to způsobuje přerušování digitalizace.

„A“ verze kamer C1+ nabízí pouze jeden čtecí mód:

  • 12 bitový rychlý mód s rychlostí digitalizace ~132 MPx/s

Výše uvedené rychlosti digitalizace jsou platné pro USB 3.0 připojení. Také poznamenejme, že časy stahování snímků nevedou automaticky na odpovídající počet snímků za sekundu (FPS), protože stažený snímek je zpracován a zobrazen, což rovněž spotřebovává čas. Tento čas je zanedbatelný, pokud kamera potřebuje na stažení snímku sekundy nebo i desítky sekund. Ale v případě rychlé CMOS kamery je čas potřebný ke zpracování snímku v PC (např. výpočet směrodatné odchylky snímku apod.) významný a může být delší než skutečná doba stahování.

Poznámka:

Ačkoliv je v 8 bitovém módu z kamery do PC přenášen pouze jeden byte na pixel, mnoho programů pro zpracování astronomických snímků pracuje pouze se 16 bitovými nebo 32 bitovými daty (například SIPS). V takovém případě snímek v PC zabírá stejné stejně místa bez ohledu na mód.

K ukládání astronomických snímků se standardně používá formát FITS. Zatímco tento formát podporuje 8 bitová data, je jejich použití poměrně neobvyklé a kvůli kompatibilitě se snímky typicky ukládají s rozlišením 16 nebo 32 bitů na pixel, případně je použito číslo v plovoucí řádové čárce rovněž o délce 32 bitů.

Zisk kamery

Senzory použité v kamerách C1+ nabízí programovatelné zesílení 0 do 24 dB, což znamená násobení výstupního signálu 1× až 15,9×. Zesílení může být nastavováno s krokem 0,1 dB.

Poznámka:

Firmware kamer C1+ dovoluje nastavovat pouze analogové zesílení, tedy skutečné zesílení signálu před jeho digitalizací. Použité senzory podporují také digitální zesílení, což je pouze číslicová operace, které nepřináší pro astronomickou kameru žádné výhody. Tento typ operací může být proveden později během zpracování obrazu v PC.

Převodový poměr a čtecí šum

Obecně řada vlastností senzoru závisí na zesílení. Dále tedy uvádím parametry současně pro minimální i maximální zesílení.

Parametry kamery a senzoru pro zesílení 0 dB (1×):

Plná kapacita pixelu 9000 e-
Převodní faktor 2,2 e-/ADU
Čtecí šum (12 bit) 1,8 e- RMS

Parametry kamery a senzoru pro zesílení 24 dB (15,9×):

Plná kapacita pixelu 820 e-
Převodní faktor 0,2 e-/ADU
Čtecí šum (12 bit) 1,2 e- RMS

Poznámka:

Upozorňujeme, že výše uvedené hodnoty nejsou publikovány výrobcem senzoru, ale byly určeny z pořízených snímků. Výsledky se tedy mohou mírně lišit v závislosti na konkrétním senzoru a dalších faktorech (např. na teplotě senzoru), ale také na programu použitému k určení těchto veličin.

Ovládání expozice

Kamery C1+ jsou schopny velice krátkých expozic. Nejkratší expoziční doba je 125 μs (1/8000 sekundy). To je současně také krok, v němž je délka expozice zadávána. Tedy druhá nejkratší expozice tedy je 250 μs atd.

Ovládání dlouhých expozic je ovládáno z řídicího PC a pro maximální délku expozice neexistuje žádný limit. Ve skutečnosti je nejdelší expozice omezena saturací senzoru buď dopadajícím světlem nebo temným proudem (viz. následující podkapitola).

Chlazení a napájecí zdroj

Jak bylo zmíněno v úvodu, kamery C1+ dokáží pracovat pouze s napájením z USB kabelu. Kamera je pak schopná pořizovat snímky a ovládat (pointovat) montáž dalekohledu prostřednictvím “autoguider” portu. Nicméně aktivní chlazení senzoru (a také ovládání filtrového kola) je možné pouze pokud je přivedeno i externí napájení 12 V DC.

Poznámka:

Ventilátor kamery pracuje i bez připojení 12 V DC napájení, pouze s menšími otáčkami. To udržuje teplotu elektroniky v kameře blízko k teplotě okolí. Pokud je externí napájení připojeno, rychlost ventilátoru stoupne, by bylo možno chladit horkou stranu Peltiérových termo-elektrických článků.

Regulované termoelektrické chlazení je schopné ochladit CMOS o více než 40 °C pod okolní teplotu. Horká strana Peltiérova článku je chlazena ventilátorem. Teplota senzoru je regulována s přesností +/-0,1 °C. Vysoký rozdíl teplot a přesná regulace zajišťují velmi nízký temný proud pro dlouhé expoziční časy a současně dovoluje správkou kalibraci snímků.

Vstup vzduchu chladicího ventilátoru kamer C1+ je na spodní straně kamery (vlevo), výstup vzduchu pak na horní straně (vpravo)

Vstup vzduchu chladicího ventilátoru kamer C1+ je na spodní straně kamery (vlevo), výstup vzduchu pak na horní straně (vpravo)

Hlava kamery obsahuje dva teplotní senzory — první měří přímo teplotu pouzdra CMOS senzoru, druhý měří teplotu uvnitř hlavu kamery.

Účinnost chlazení mírně závisí na množství tepla generovaného senzorem použitým v kameře:

  • Obecně senzory s menším rozlišením generují méně tepla a tedy dosahují nižší teploty.

  • „A“ verze kamer, používající senzory s omezenými čtecími módy, také generují méně tepla a dosahují nižších teplot.

Efektivita chlazení závisí na okolních podmínkách a také na napájejí kamery. Pokud napájecí napětí klesne pod 12 V, maximální rozdíl teplot se také sníží.

Chlazení CMOS senzoru Termoelektrické (Peltiérovy) články
Maximální Δ T ~44 °C pod okolím
Regulovaný Δ T 40 °C pod okolím (při 90% chlazení)
Přesnost regulace 0,1 °C
Chlazení horké strany Nucený oběh vzduchu (ventilátor)

Specifikace chlazení senzoru

Poznámka:

Uvedené hodnoty jsou platné pro kameru C1+3000A. Jak bylo zmíněno výše, maximální ΔT senzorů s vyšším rozlišením (C1+5000A, C1+12000A) je mírně menší, stejně jako ΔT odpovídajících „ne-A“ verzí kamer.

Maximální ochlazení CMOS senzoru lze dosáhnout při 100% výkonu chlazení. Ale teplota senzoru v takovém případě nemůže být regulována, elektronika nemá prostor k udržení teploty senzoru pokud se okolní teplota zvýší. Typický rozdíl teplot může být dosažen s chlazením pracujícím na asi 85%, což ponechává dostatek prostoru pro regulaci.

Kamera C1+3000A dosahující teploty senzoru -45°C pod okolní teplotou

Kamera C1+3000A dosahující teploty senzoru -45°C pod okolní teplotou

Napájecí zdroj

Napájení 12 V DC dovoluje kameře pracovat z jakéhokoliv (i nestabilizovaného) zdroje včetně baterií, síťových adaptérů apod. S kamerou je dodáván univerzální 100–240 V AC/50–60 Hz adaptér o výkonu 60 W. Ačkoliv spotřeba kamery nepřesahuje 25 W, zdroj s 60 W zajišťuje kvalitní napájení bez rušení a šumů.

Napájení hlavy kamery 12 V DC
Spotřeba kamery <1 W bez chlazení
  22 W chlazení 100%
Napájecí konektor 5,5/2,5 mm, + uprostřed
Vstupní napětí adaptéru 100-240 V AC/50-60 Hz
Výstupní napětí adaptéru 12 V DC/5 A
Maximální výkon adaptéru 60 W

Specifikace napájecího zdroje

Upozornění:

Napájecí konektor na hlavě kamer má plus pól na středovém kolíku. Ačkoliv všechny moderní zdroje používají tuto konfiguraci, vždy se přesvědčte, že použité napájení má správnou polaritu.

Poznámka:

Spotřeba je měřena na 12 V DC výstupu dodávaného napájecího zdroje. Spotřeba kamery ze strany síťového napájení je tedy větší než je zde uváděno.

Kamera obsahuje vlastní zdroje, takže může být napájena z nestabilizovaného zdroje 12 V DC. Vstupní napětí může být mezi 10 a 14 V. Nicméně některé parametry (např. efektivita chlazení) se zhoršují jakmile napájecí napětí poklesne pod 12 V.

Kamera C1+ měří napájecí napětí a poskytuje údaje ovládacímu software. Vstupní napětí je zobrazováno v záložce Chlazení nástroje Hlavní kamera programu SIPS. Tato vlastnost je užitečná zejména pokud je kamera napájena bateriemi.

Napájecí zdroj 12 V DC/5 A pro kameru C1+

Napájecí zdroj 12 V DC/5 A pro kameru C1+

„Autoguider“ konektor

Řada zejména masově vyráběných montáží hvězdářských dalekohledů není natolik precizní, aby udržela obraz hvězd perfektně kruhový během dlouhé expozice bez korekcí jejího chodu. Chlazené astronomické kamery a digitální zrcadlovky dovolují pořizovat perfektně ostré snímky s vysokým rozlišením, takže i malá nepravidelnost v chodu montáže se projeví deformací obrazu hvězd. Kamery C1+ byly navrhovány i pro automatické pointování montáží astronomických dalekohledů.

Kamery C1+ nemají mechanickou závěrku ani jinou pohyblivou součást (s výjimkou magneticky levitujícího ventilátoru). Elektronická závěrka dovoluje velmi krátké expozice a rovněž bez problémů zvládne pořízení tisíců snímků během krátké doby, což je nezbytné pro kvalitní pointaci.

Kamery C1+ pracují ve spolupráci s počítačem (PC). Korekce chodu montáže nejsou počítány ve vlastní kameře, ta jen odesílá snímky do řídicího počítače. Software pracující v PC poté spočítá rozdíl od požadovaného stavu a pošle korekce montáži dalekohledu. Výhodou použití PC k výpočtu korekcí je skutečnost, že současné počítače disponují výpočetním výkonem, který o mnoho řádů přesahuje výkon i toho nejlepšího procesoru zabudovaného v kameře. Algoritmy pointace pak mohou určit centroid hvězdy se sub-pixelovou přesností, mohou srovnávat více hvězd a tím omezit vliv seeingu apod.

Vypočítané korekce mohou být odeslány zpět montáži prostřednictvím komunikační linky mezi montáží a PC. Pokud ale řídicí jednotka montáže nepodporuje tuto funkci (příkazy „Pulse Guide“) lze použít tzv. „Autoguider“ portu. Stačí spojit kameru C1+ s montáží 6 žilovým kabelem a řídit montáž prostřednictvím kamery.

Maximální proud, který může každý pin kamery C1+ spínat, je 400 mA. Pokud montáž nepracuje s autoguider portem jako s logickými vstupy, ale spíná jimi přímo korekční motory, musí být mezi kameru C1 a montáž vřazen reléový oddělovač, který bezpečně zaručuje spínání motorů montáže.

Standardní 6 pinový Autoguider port je umístěn vedle USB3 portu na zadní straně kamer C1+

Standardní 6 pinový Autoguider port je umístěn vedle USB3 portu na zadní straně kamer C1+

Autoguider port odpovídá de-facto standardu zavedenému automatickým pointerem SBIG ST-4. Význam pinů v konektoru je následující:

1 R.A. + (Vpravo)
2 Dec + (Nahoru)
3 Dec – (Dolů)
4 R.A. – (Vlevo)
5 Common (Zem)
6 Nezapojeno

Mechanické specifikace

Kompaktní a robustní hlava kamery měří pouze 78 × 78 × 80 mm. Hlava je vyrobena z kvalitního duralu CNC obráběním a černě eloxována. Hlava obsahuje USB-B konektor, konektor „Autoguider“ portu, konektor pro ovládání externího filtrového kola napájecí konektor 12 V DC.

Přední strana kamery C1+ není určena přímo pro uchycení adaptéru pro dalekohled nebo objektiv. Na místo něj je vyrobena pro seřiditelnou základnu, na kterou jsou teprve montovány vlastní adaptéry pro dalekohled. K dispozici jsou dva druhy těchto základen pro adaptéry:

  • Základna pro adaptéry kamer C1 se závitem M42 × 0,75 (T-závit) a vzdáleností ohniskové roviny (BFD) 18,5 mm.

    BFD 18,5 mm odpovídá kamerám C1 se závitovým adaptérem M42 × 0,75. Pro kamery C1 je k dispozici řada prodlužovacích adaptérů, jako například závitový adaptér M48 × 0,75 nebo M42 × 0,75 (T-závit) s BFD 55 mm, Canon EOS a Nikon bajonet atd. Všechny tyto adaptéry jsou tak kompatibilní také s kamerami C1+.

    Na rozdíl od kamer série C1, u kamer C1+ jsou tyto adaptéry uchyceny na základně se seřiditelnou optickou osou.

  • Základna pro adaptéry kamer C2 s BFD 16,5 mm. Tento adaptér obsahuje čtyři závitové otvory M3 ve vzdálenosti 44 mm a také závit M48 × 0,75.

    Poznamenejme, že BFD 16,5 mm odpovídá velkým chlazeným kamerám C2 bez filtrového kola. Je tedy možné použít všechny adaptéry určené pro kamery C2 stejně jako externí filtrová kola.

    Pokud je základna adaptéru použita s filtrovým kolem, neobsahuje pružiny a červíky nutné pro seřizování optické osy. Externí filtrová kola totiž obsahují základny pro seřiditelné adaptéry série C2, které jsou v tomto případě použity.

    Poznámka:

    Samozřejmě není nutné tento adaptér používat s externím filtrovým kole. V tom případě nabízí závit M48 × 0,75 s velmi krátkým BFD pouhých 16,5 mm.

Kamera C1+ s adaptérem kompatibilním s C1 (vlevo) a s adaptérem kompatibilním s C2 (vpravo)

Kamera C1+ s adaptérem kompatibilním s C1 (vlevo) a s adaptérem kompatibilním s C2 (vpravo)

Velikost hlavy 79 mm × 78 mm × 80 mm (bez základny adaptérů)
Vzdálenost ohniskové roviny 18,5 mm (se základnou adaptérů C1)
  16,5 mm (se základnou adaptérů C2)
Hmotnost hlavy kamery 0,68 kg

Mechanické specifikace

Poznámka:

Vzdálenost ohniskové roviny je měřena od základny, na kterou jsou montovány nastavitelné adaptéry dalekohledů. Jednotlivé adaptéry pak zachovávají vzdálenost ohniskové roviny vyžadovanou daným standardem (např. závitový adaptér M48 má vzdálenost ohniskové roviny 55 mm).

Uvedená vzdálenost ohniskové roviny již počítá s tloušťkou skla permanentně umístěného v dráze světla (např. optické okno kryjící chladnou komoru senzoru).

Kamera C1+ se základnou pro adaptéry kamer C1

Čelní rozměry kamer C1+ se základnou pro adaptéry kamer C1

Čelní rozměry kamer C1+ se základnou pro adaptéry kamer C1

Boční rozměry kamer C1+ se základnou pro adaptéry kamer C1

Boční rozměry kamer C1+ se základnou pro adaptéry kamer C1

Kamera C1+ se základnou pro adaptéry kamer C2

Čelní rozměry kamer C1+ se základnou pro adaptéry kamer C2

Čelní rozměry kamer C1+ se základnou pro adaptéry kamer C2

Boční rozměry kamer C1+ se základnou pro adaptéry kamer C2

Boční rozměry kamer C1+ se základnou pro adaptéry kamer C2

Kamera C1+ s externím filtrovým kolem velikosti „XS“

Kamery C1+ mohou být vybaveny stejnými externími filtrovými koly jako kamery série C2. V takovém případě je na kamerách C1+ nutno použít základnu pro adaptéry kamer C2, na kterou je externí filtrové kolo uchyceno.

Poznámka:

Filtrové kolo může být používáno pouze pokud je ke kameře C1+ připojeno externí napájeni 12 V DC.

Pokud je použito externí filtrové kolo, jsou na něm použity adaptéry pro kamery C2 nebo G2 Mark II.

Čelní rozměry kamer C1+ s externím filtrovým kolem

Čelní rozměry kamer C1+ s externím filtrovým kolem

Boční rozměry kamer C1+ s externím filtrovým kolem

Boční rozměry kamer C1+ s externím filtrovým kolem

Externí filtrové kolo velikosti „S“ má větší průměr (viz. Externí filtrová kola), vzdálenosti čelní roviny od senzoru jsou ale u všech externích kol identické.

Volitelné příslušenství

Ke kamerám C1+ je nabízena celá řada příslušenství rozšiřujícího funkce kamery a pomáhajícího zabudovat kameru do celé pozorovací sestavy.

Adaptéry dalekohledů

Kamery C1+ mohou pracovat se dvěma druhy adaptérů pro dalekohledy a objektivy:

  • Adaptéry pro kamery C1. Tyto adaptéry jsou uchyceny pře závit M42 × 0,75 s BFD 18,5 mm. Na kameře C1+ musí byt namontována základna adaptérů kompatibilní s kamerami C1.

  • Adaptéry pro kamery C2. Adaptéry kamer C2 jsou uchyceny na základnu C2 adaptérů dovolující seřizování optické osy. Tato základna je vyrobena na předním plášti externích filtrových kol nebo na samostatné základně, která použita u kamer bez externího filtrového kola. Filtrové kolo nebo samostatná základna adaptérů C2 je uchycena s použitím čtyř závitových otvorů M3 na ploše 16,5 mm od senzoru.

    • Pokud má být adaptér kamer C2 použit bez filtrového kola, je nezbytné použít dva adaptéry současně — nejprve základnu C2 adaptérů pro kamery C1+ a na ní základna seřiditelných adaptérů kamer C2. Nicméně taková kombinace je nadbytečná, i když možná. Většina adaptérů pro kamery C2 existuje i ve variantě pro kamery C1 a jsou tedy použitelné s kamerou C1+ vybavenou základnou pro adaptéry C1.

    • Základna pro seřiditelné adaptéry kamer C2 je vyrobena i na přední straně externích filtrových kol. Externí filtrová kola vyžadují použití základny pro C2 adaptéry na kameře C1+ a poté lze používat všechny adaptéry kamer C2.

Ilustrace kombinací různých adaptérů a filtrových kol je zobrazena na schematu v podkapitole Systém kamer C1+.

Adaptéry pro kamery C1+ se základnou adaptérů kompatibilních s C1

Adaptéry jsou namontovány a základně adaptérů kompatibilních s kamerami C1. Tato základna dovoluje seřizování optické osy.

  • T-závit s BFD 55 mm — závitový adaptér se závitem M42 × 0,75, zachovává vzdálenost ohniskové roviny 55 mm.

  • M48 × 0,75 s BFD 55 mm — závitový adaptér se závitem M48 × 0,75, zachovává vzdálenost ohniskové roviny 55 mm.

  • Bajonet Nikon — standardní adaptér pro objektivy Nikon, zachovává BFD 46,5 mm.

  • Bajonet Canon EOS — standardní adaptér pro objektivy Canon EOS, zachovává BFD 44 mm.

Adaptéry kamer C1, kompatibilní s kamerami C1+

Adaptéry kamer C1, kompatibilní s kamerami C1+

Adaptéry pro kamery C1+ se základnou adaptérů kompatibilních s C2 a externím filtrovým kolem

Kamery C1+ používají stejná filtrová kola jako kamery série C2. Externí filtrová kola mají základnu pro seřiditelné adaptéry C2.

  • 2 palcový okulárový adaptér — adaptér pro okulárový výtah s průměrem 2 palce.

  • T-závit krátký — adaptér s vnitřním závitem M42 × 0,75 mm.

  • T-závit s 55 mm BFD — adaptér s vnitřním závitem M42 × 0,75 mm, zachovávající vzdálenost ohniskové roviny 55 mm.

  • M48 × 0,75 krátký — adaptér s vnitřním závitem M48 × 0,75 mm.

  • M48 × 0,75 s 55 mm BFD — adaptér s vnitřním závitem M48 × 0,75 mm, zachovávající vzdálenost ohniskové roviny 55 mm.

  • Bajonet Canon EOS — standardní adaptér pro bajonet objektivů Canon EOS, zachovávající vzdálenost ohniskové roviny 44 mm.

  • Bajonet Nikon F — standardní adaptér pro bajonet objektivů Nikon, zachovávající vzdálenost ohniskové roviny 46,5 mm.

Uchycení kamery přímo na montáž

Kamery C1+ jsou vybaveny „stativovým“ závitem (0,25 palce) na spodní straně. Tento závit může být použit k připojení 1,75 palcové „ribiny“ (standard Vixen). Poté je možné kameru, např s fotografickým objektivem, uchytit přímo na rozličné montáže dalekohledů podporující tento standard.

1,75" lišta standardu Vixen pro uchycení hlavy kamery C2 k montáži

1,75" lišta standardu Vixen pro uchycení hlavy kamery C2 k montáži

Další možnost je využít čtyř závitů M4, také umístěných na spodní straně hlavy kamery.

Pozice stativového závitu a čtyř závitů M4 na spodní straně kamery C1+

Pozice „stativového“ závitu a čtyř závitů M4 na spodní straně kamery C1+

Kontejner pohlcovače vlhkosti vyměnitelný bez nástrojů

Kamery C1+ používají stejný kontejner pro silikagel jako větší kamery C2, C3 a C4, stejně jako CCD kamery G2, G3 a G4. Celý kontejner je možné odšroubovat, takže je možné vyměnit silikagel bez nutnosti sejmout kameru z dalekohledu.

Celý kontejner pohlcovače vlhkosti může být vysušen nebo může být jeho obsah po odšroubování perforovaného vnitřního víčka vysypán a vysušen zvlášť

Celý kontejner pohlcovače vlhkosti může být vysušen nebo může být jeho obsah po odšroubování perforovaného vnitřního víčka vysypán a vysušen zvlášť

Poznámka:

Z těchto důvodů není na kontejneru žádné těsnění, které by se mohlo při vyšší teplotě poškodit. Těsnění je umístěno na chladné komoře.

Nové kontejnery mají tenký o-kroužek u okraje kontejneru se závitem. Tento o-kroužek nehraje roli při utěsnění chladné komory senzoru, je určen pouze k zamezení pronikání prachu do přední části hlavy kamery, kde je optické okno chladné komory senzoru, závěrka a případně filtrové kolo. Materiál tohoto o-kroužku vydrží teplotu při vysoušení silikagelu, je ale možné jej jednoduše stáhnout a po vysušení opět navléci.

Standardně je s kamerou dodáván kontejner, který nepřesahuje profil hlavy kamery. Je vybaven štěrbinou pro nástroj (nebo např. minci), dovolující povolení a opětovné utažení kontejneru.

Návrh dovoluje použití několika volitelných variant:

  • Hermetická zátka se závitem, dovolující zatěsnění vysušeného silikagelu pokud není kontejner bezprostředně zašroubován do kamery.

  • Alternativní (poněkud delší) kontejner pro silikagel, navržená tak, aby jej bylo možno odšroubovat (stejně jako zašroubovat a dotáhnout) bez použití nástrojů.

Srovnání standardního kontejneru a kontejneru pro ruční manipulaci (vlevo), volitelná zátka a oba kontejnery (vpravo)

Moravian Camera Ethernet Adapter

Zařízení Moravian Camera Ethernet Adapter dovoluje připojení až 4 kamer Cx libovolného typu na jedné straně a 1 Gbps Ethernet rozhraní na druhé straně. Tento adaptér tak dokáže zpřístupnit připojení kamery Cx s použitím směrovatelného protokolu TCP/IP na prakticky neomezenou vzdálenost.

Jednotka Moravian Camera Ethernet Adapter (vlevo) a adaptér se dvěma připojenými kamerami (vpravo)

Zařízení Moravian Camera Ethernet Adapter je detailně popsáno zde.

Podpora software

Ovladače a programová podpora kamer Cx je stejně bohatá jako je tomu u CCD kamer série Gx.

Pro práci s kamerami C2 je ale nezbytné instalovat nejnovější verze všech programových balíků a ovladačů.

  • Pokud je kamera C2 připojena přímo k řídicímu PC pomocí USB kabelu, je nutné instalovat nový systémový ovladač CxCamera.sys (viz manuál „Installing and Using Drivers and Software“, dodávaný s každou kamerou). Tento ovladač je zahrnut v instalačním balíčku systémových ovladačů verze 2.3 a nebo vyšší.

  • Pokud je kamera C2 připojena přes jednotku Camera Ethernet Adapter, adaptér musí být vybaven firmware verze 43 nebo vyšší, aby správně pracoval s CMOS kamerami (postup aktualizace firmware v jednotce je popsán v manuálu „Moravian Camera Ethernet Adapter User's Guide“).

    Tip:

    Pokud je k programu SIPS připojena kamera přes jednotku Moravian Camera Ethernet Adapter, SIPS zobrazí verzi firmware jednotky v oznamovací oblasti panelu Windows Action Center.

  • Balíčky ovladačů a knihoven pro Linux také musí být aktualizovány na poslední verzi. Více v sekci Download tohoto WWW serveru.

Program SIPS (Scientific Image Processing System) verze 3.18 nebo vyšší je nezbytný k ovládání všech verzí kamer C1.

Upozornění:

Podpora pro CMOS kamery Cx byla postupně zařazována do jednotlivých verzí programu SIPS. Předchozí minoritní verze programu SIPS sice mohou rozpoznat kamery C2, vždy ale používejte v3.16 nebo pozdější pro správnou funkci s těmito kamerami.

Ovladače kamer C2 pro programy třetích stran také musí být aktualizovány na nejnovější verze aby pracovaly s kamerami C1. Minimální verze pro jednotlivé ovladače jsou:

  • ASCOM ovladače verze 4.11

  • Ovladače pro TheSkyX (všechny verze pro Windows, MacOS a Linux) verze 2.3

  • Astroart ovladače verze 3.3

SIPS

Program SIPS (Scientific Image Processing System), dodávaný spolu s kamerou, dovoluje kompletní ovládání kamer (expozice, chlazení, výběr filtrů atd.). Také podporuje automatické sekvence snímání přes různé filtry, s rozdílným binningem apod. S plnou podporou ASCOM standardu může SIPS ovládat celou hvězdárnu. Konkrétně montáže dalekohledů, ale také další zařízení (motorová ostření, kopule nebo odsuvné střechy, GPS přijímače apod.).

SIPS zahrnuje nástroje pro automatickou pointaci, včetně tzv. „dithering“ (řízené vzájemné posuny mezi jednotlivými snímky). Jsou podporovány oba způsoby ovládání montáže — přes rozhraní „autoguider“ port (kabel s 6 vodiči) a také „Pulse-Guide API“ programové rozhraní ovladače montáže. Pro velmi kvalitní montáže, schopné sledoval pole bez nutnosti pointace po dobu jedné expozice, podporuje SIPS mezi-snímkovou pointaci pouze na základě porovnávání snímků z hlavní zobrazovací kamery.

SIPS ovládající celou hvězdárnu (zobrazen v tmavé barevné paletě)

SIPS ovládající celou hvězdárnu (zobrazen v tmavé barevné paletě)

Schopnosti programu SIPS nekončí u ovládání kamery a hvězdárny. SIPS obsahuje řadu nástrojů pro kalibraci snímků, práci s 16 a 32 bitovými FITS soubory, zpracování celých množin snímků (např. medián množiny apod.), transformace snímků, export snímků do běžných formátů atd.

SIPS pracuje s FITS soubory, podporuje kalibrace i zpracování snímků

Protože prví „S“ ve zkratce SIPS znamená „Scientific“ (vědecký), program podporuje astronomickou redukci snímků a také fotometrické zpracování celých řad.

SIPS se soustřeďuje na astrometrické a fotometrické zpracování snímků, ale obsahuje i základní funkce pro zpracování astronomických fotografií

Program SIPS je zdarma ke stažení z tohoto www serveru. Všechny funkce jsou podrobně popsány v uživatelské příručce, nainstalované s každou kopií programu.

K dispozici jsou také ovladače standardu ASCOM a také ovladače programové systémy třetích stran (např. TheSkyX, AstroArt, atd.). Navštivte stránku download tohoto www serveru se seznamem všech ovladačů.

K dispozici jsou také INDI ovladače pro 32 bitový i 64 bitový Linux pracující na procesorech x86 a ARM. S kamerou jsou dodávány také ovladače pro program TheSkyX pracující pod systémem macOS.

Automatická pointace

Programový systém SIPS dovoluje automatickou pointaci montáže dalekohledu s použitím samostatné pointační kamery. Správně a spolehlivě pracující automatická pointace využívající výhod výpočetního výkonu počítačů PC (např. výpočet centroidu pointační hvězdy z mnoha pixelů dovolující dosažení sub-pixelové přesnosti) není úplně triviální úkol. Tomu odpovídá i množství parametrů, které je nutno programu zadat (nebo nechat automaticky určit).

Okno nástroje Guider programu SIPS

Okno nástroje „Guider“ programu SIPS

Nástroj „Guider“ pak dovoluje automatickou pointaci zapínat a vypínat, kalibrovat parametry pointace a přepočítávat je po změně deklinace dalekohledu bez nutnosti nové kalibrace. Nová kalibrace také odpadá po přeložení německé montáže. Okno také zobrazuje časové průběhy zjištěných odchylek pointační hvězdy v obou osách od referenční polohy. Délka vlastního průběhu i rozsah grafů jsou volně nastavitelné, takže jejich zobrazení lze přizpůsobit nepřesnostem a délce periodické chyby dané montáže. Také je zobrazován kompletní záznam o kalibraci, zjištěných odchylkách, provedených korekcích apod. Záznam lze kdykoliv uložit do textového souboru.

Alternativou klasické pointace je mezisnímková pointace, navržená pro moderní montáže, které jsou natolik přesné, že udrží chod se sub-pixelovou přesností po dobu jediné expozice a viditelné nepravidelnosti se objeví až za dobu přesahující několik expozic. Mezisnímková pointace pak provádí jemné opravy polohy montáže mezi jednotlivými expozicemi, což zamezuje „cestování“ snímaných objektů po ploše detektoru během doby pozorování. Tato metoda pointace používá hlavní kameru, nevyužívá další pointační kameru a přirozeně nepotřebuje ani OAG nebo samostatný pointační dalekohled.

Parametry mezisnímkové pointace v záložce Pointace okna nástroje Kamera

Parametry mezisnímkové pointace v záložce „Pointace“ okna nástroje Kamera

Pokročilá rekonstrukce barev z barevných kamer

Barevné snímače mají červené, zelené a modré filtry (Bayerova maska) aplikovány přímo na jednotlivé pixely.

Každý pixel registruje světlo pouze určité barvy (červené, zelené nebo modré). Barevný snímek ale obsahuje informaci o všech barvách v každém pixelu. Je tedy nezbytné dopočítat ostatní barvy z hodnot okolních pixelů..

Existuje řada způsobů jako dopočítat chybějící barvy jednotlivých pixelů — od jednoduchého rozšíření barev do okolních pixelů (tato metoda vede k obrázkům s viditelnými barevnými chybami) přes přesnější metody bilineární nebo bikubické interpolace okolních pixelů až po sofistikované víceprůchodové metody.

Bilineární interpolace poskytuje výrazně lepší výsledky než prosté rozšíření chybějících barev do okolních pixelů a přitom je dostatečně rychlá. Pokud je ale rozlišení optiky blízké velikosti jednotlivých pixelů, u jemných detailů vznikají barevné artefakty, jak ukazuje obrázek dole vlevo.

Syrový obraz nahoře s barvami dopočítanými bi-lineární interpolací (vlevo) a stejný syrový snímek, ale zpracovaný víceprůchodovým algoritmem rekonstrukce barev (vpravo)

Víceprůchodová metoda je výrazně pomalejší ve srovnání s jednoprůchodovou bilineární interpolací, její výsledky jsou ale zejména v detailech výrazně lepší. Tato metoda dovoluje využít rozlišení barevných kamer skutečně na maximum.

SIPS nabízí volbu metody interpolace Bayerovy masky v nástrojích „Image Transform“ i „New Image Transform“. Pro rychlé náhledy nebo v případě, že nejmenší zobrazený detail svými rozměry hodně převyšuje velikost jednoho pixelu (ať již vlivem optiky či atmosféry), je rychlá bilineární interpolace dostačující. Pro nejlepší výsledky je ale vhodné použít víceprůchodovou metodu.

 
 | Hlavní stránka | Produkty | 
Moravské přístroje, a.s., Masarykova 1148, Zlín-Malenovice, 76302